稀土掺杂几种磷酸盐上转换发光材料的制备及性能

来源 :贵州师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaxj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以稀土掺杂Y(PO33、La P3O9以及YPO4上转换发光材料为研究对象,采用高分子网络凝胶法和共沉淀法进行样品的合成,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、综合热分析仪(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和上转换荧光光谱(UPL)等多种表征手段对制备的稀土多磷酸盐样品的物相结构、热学性能和光学性能等进行研究。通过大量的实验研究工作,取得了一些具有创新性的成果。利用高分子网络凝胶法制备Er3+,Yb3+共掺杂Y(PO33上转换发光材料,探究了反应体系的p H值、煅烧温度、煅烧时间、不同磷源、原料中磷与稀土的物质的量之比(n(Ln)/n(P))(Ln=Y,Er,Yb)等工艺条件对产物的物相结构与发光性能的影响。研究结果表明,煅烧温度和原料中稀土与磷的物质的量比(n(Ln)/n(P))直接对产物的物相结构造成影响。在煅烧温度条件为900℃、煅烧时间为15 h时可以得到发光强度较佳的纯相单斜晶系结构的Y(PO33:Er3+,Yb3+样品。掺杂不同浓度的Er3+和Yb3+对Y(PO33:Er3+,Yb3+上转换发光材料的物相结构没有明显改变。利用UPL对所合成样品的上转换发光性能、发光颜色及其效率进行研究分析。结果表明,Er3+/Yb3+离子的掺杂量和煅烧温度等工艺条件对制备产物的上转换发光性能有着直接影响。当Er3+/Yb3+离子的掺杂量分别为1%和15%时,煅烧温度为900℃,原料中稀土与磷的物质的量比(n(Ln)/n(P))是1/3,p H条件为1时所制备样品具有相对较佳的上转换发光性能。纯相未掺杂的Y(PO33自身不具有上转换发光特性,且在单掺Er3+的Y(PO33样品中也观察不到明显的Er3+特征的上转换发光现象。共掺杂敏化剂Yb3+后的Y(PO33:Er3+,Yb3+材料在980nm光激发下可上转换发射出明显的Er3+特征发射谱带,其谱带由2H11/24I15/2(525 nm)、4S3/24I15/2(549 nm)和4F9/24I15/2(656 nm)等组成,其中4S3/24I15/2(549 nm)处跃迁发射强度最大,并且525 nm、549 nm和656 nm三处的上转换发光带均属于上转换双光子吸收发光机制。Er3+和Yb3+掺杂量直接影响着所制备Y(PO33:Er3+,Yb3+材料的上转换发光性能。当Er3+和Yb3+掺杂量分别为1%和15%时,所制备的Y(PO33:Er3+,Yb3+样品具有相对较强的上转换发光性能;当Er3+和Yb3+掺杂量分别高于1%和15%时,制备Y(PO33:Er3+,Yb3+样品的上转换发光出现浓度猝灭现象。采用高分子网络凝胶法制备不同掺杂浓度的Tm3+和Yb3+共掺杂、Tb3+和Yb3+共掺杂、Er3+,Tm3+和Yb3+三掺杂的Y(PO33上转换发光材料,并对样品的上转换发光性能进行了研究。研究结果表明:Tm3+和Yb3+共掺杂Y(PO33样品在980nm光激发下可发射出属于Tm3+的特征上转换发射谱带,分别位于347 nm(1I63F6),363 nm(1D23H6),453 nm(1D23F4),475 nm(1G43H6),651 nm(1G43F4),696 nm~705 nm(3F2,33H6)以及801 nm(3H43H6)等处,其中位于475 nm发射峰显著强于其它发射峰,样品的色左标均显示其颜色为稳定的蓝色。样品上转换发射光谱中475 nm和696 nm两处谱带符合双光子吸收机制,并对其上转换发光机制进行了分析。当Tm3+掺杂量为1%,Yb3+共掺杂量大于50%的时样品发生浓度猝灭现象。经980 nm近红外光激发下,Er3+,Tm3+和Yb3+三掺杂Y(PO33上转换发光材料的上转换发光谱中可同时观察到属于Er3+和Tm3+的跃迁发射带,各发射带的相对发光强度随着Tm3+掺杂量的变化而变化。未掺杂Tm3+的Y(PO33:1%Er3+,40%Yb3+样品的主要发射出Er3+离子特征谱带,因此该样品的上转换发光色度坐标落在绿光区,增加Tm3+的共掺杂量,属于Er3+的特征谱带发光强度逐渐减弱同时属于Tm3+发射带位于475 nm处的发射强度逐渐升高,制备样品的上转换发光色度坐标逐渐向蓝光区线性移动,意味着改变Tm3+掺杂量可以调节所制备的Er3+,Tm3+和Yb3+三掺杂Y(PO33样品的上转换发光颜色。Tb3+和Yb3+共掺杂的Y(PO33样品在近红外光的激发下发射出Tb3+特征的蓝色、绿色和橙色谱带。Tb3+掺杂量直接影响着制备产物的上转换发光性能,当Tb3+掺杂量为2%~10%时,Tb3+5D47F6发射峰劈裂为481 nm和491 nm两个发射峰;且当Tb3+掺杂量为5%~20%时,位于547 nm处绿光发射为最强发射峰;当Tb3+掺杂量高于20%时观察到浓度猝灭现象。在980 nm近红外光激发下,制备的Tb3+、Yb3+共掺Y(PO33样品发射光谱中属于Tb3+5D37F6特征发射跃迁属于双光子吸收发光机制。Tb3+/Yb3+的掺杂量比例和近红外光激发功率对所制备样品的上转换发光性能也有明显影响。适当调节样品中Tb3+/Yb3+掺杂比例可实现对制备的Y(PO33:x Tb3+,20%Yb3+样品的上转换发射蓝绿光颜色的调控,使其在显示和照明领域存在潜在应用价值。采用高分子网络凝胶法制备Er3+、Yb3+共掺杂La P3O9和Yb P3O9混合相上转换发光材料,并对工艺条件例如反应体系p H值、煅烧温度、原料中稀土与磷的物质的量比(n(La+RE)/n(P))、不同磷源等对产物的物相结构和上转换发光性能的影响进行研究。结果表明,煅烧温度和原料中稀土与磷的物质的量之比(n(La+RE)/n(P))直接影响产物的物相结构,并且合成工艺条件也影响着产物的上转换发光性能。采用高分子网络凝胶法制备Er3+、Yb3+共掺杂La P3O9基上转换发光材料的较合适的合成工艺条件为反应体系的煅烧温度为900℃、预煅烧时间为7 h、p H值为9和(n((La+RE)/n(P))为1/5,在该条件下可制备得到Er3+、Yb3+共掺杂的La P3O9和Yb P3O9混合相晶体。在980 nm近红外光的激发下,Er3+、Yb3+共掺杂的La P3O9和Yb P3O9混合相晶体发射出Er3+特征的2H11/24I15/2(524 nm)、4S3/24I15/2(550 nm)和4F9/24I15/2(660 nm)电子跃迁带,其中660 nm处的发射峰明显强于其他发射谱带,该电子跃迁带为双光子吸收上转换发光机制。采用共沉淀法制备YPO4:Er3+,Yb3+上转换发光材料,探究体系反应p H值,不同煅烧温度和Er3+/Yb3+掺杂量对YPO4:Er3+,Yb3+上转换发光性能的影响进行分析,并对样品的色纯度、色温和发光机制进行了研究。结果表明,利用共沉淀法制备的样品均为纯相的四方晶系的YPO4:Er3+,Yb3+晶体,其中煅烧温度是影响材料晶形结构、晶粒尺寸和上转换发光性能的一个重要因素,在900℃煅烧温度下可制备性能较优的YPO4:Er3+,Yb3+上转换发光材料。在980 nm近红外光的激发下,Er3+、Yb3+共掺杂YPO4上转换发光材料经980 nm近红外光激发,可发射出Er3+特征的强绿光发射,且发光强度随着Yb3+和Er3+共掺杂量的变化而变化;Yb3+和Er3+共掺杂量分别为20%和1%时制备YPO4:Er3+,Yb3+样品的上转换发光性能最优;过高浓度的Yb3+和Er3+共掺杂都将导致样品出现浓度猝灭现象。YPO4:Er3+,Yb3+样品的上转换发光色纯度达到96%以上,其色温接近日光(5500~6000K)。YPO4:Er3+,Yb3+样品位于525 nm处的绿色发射谱带源于双光子过程。上述研究结果说明YPO4:Er3+,Yb3+晶体是一种良好的绿光发射上转换材料,在照明显示领域具有潜在应用价值。
其他文献
森林资源同时拥有着经济效益与生态效益,而生态公益林是主要发挥森林生态效益的森林、林木、林地。为了最大程度的发挥生态公益林的生态效益,国家严格限制甚至禁止了生态公益林的采伐活动,生态公益林经济效益的实现因此受到极大程度的影响,无法实现生态公益林的经济效益会挫伤生态公益林经营者建设生态公益林的积极性。因此,为了调动生态公益林经营者建设生态公益林的积极性,就必须对其损失的经济效益进行弥补,而生态公益林补
激光加工技术因具有精度高,耗时短等优点,近些年被广泛应用在精密钻孔,精密切割,微纳加工等领域。通过激光加工在材料表面构造理想的微结构,可以高效、精准地控制表面润湿性
目前仅有少量针对抑郁个体的反事实思维和社会比较特点的行为研究,并且由于此类研究没有深入探究抑郁个体在结果评价过程中的脑神经机制,仅从诱发反事实思维和社会比较的种类
为了厘定内蒙古朱日和地区西别河组时代的归属以及地层的划分,通过区域地质填图、显微镜下岩石薄片鉴定、碎屑组分分析、锆石U-Pb同位素测年等方法对西别河组的地层进行岩性
在互联网及分布式技术不断发展的基础上,云计算越来越受到关注。云计算实现移动服务,即对于资源有限的设备,可以通过付费方式,通过互联网访问资源池中的数据或其他服务。资源
Uses of denim are increasing day by day because of its flexibility,comfortability,and variety.For the last few years,there are lots of development invented for
平淡1是中国古典美学中重要的审美范畴,它渊源于道家的思想。后代的大多数诗人和画家视平淡为一种审美信仰,这不仅使他们的生活愿景和艺术情怀产生潜移默化的改变,同时为继承和发扬平淡美学思想做出了不可估量的贡献。在这个变化复杂的社会,平淡凸显珍贵,很值得我们当代青年人去探究和领会。《影趣》系列试图在绘画创作中诠释平淡美,原因是平淡美对笔者形成自己的绘画风格和对待生活的态度有重要启示。本文以介绍《影趣》系列
In this research provides commercially available methods for the mass production of graphene coated textiles using the continious dyeing process,and exhaust dye
本篇翻译报告取材于《新西兰雇佣关系法》(2000)第九章,旨在对立法本文中定语从句的翻译进行研究。译者在翻译该材料的过程中,发现立法文本中经常使用定语从句,是造成立法文
作为一种新型的荧光纳米材料,贵金属纳米簇具有较小的尺寸、良好的稳定性、优异的光学特性、良好的生物相容性和易于合成等优点,受到广泛关注。这种荧光探针主要是基于金属纳